JP2015152323A - タイヤの空気圧測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤの空気圧を測定する装置であって、タイヤの回転に応じて発電して動作するものを提供する。また、タイヤが高速回転するときでも、発電可能なものを提供する。
【解決手段】車両のタイヤ２の内部に取り付けられて、タイヤの空気圧を測定する空気圧測定装置１は、タイヤの回転に応じて発電する発電装置と、発電装置によって得られた電力によって動作して、上記タイヤの空気圧を測定するセンサと、測定されたタイヤの空気圧のデータを、車両本体が備えるモニタに対して無線送信する通信装置とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤの空気圧を測定する空気圧測定装置に係り、特に、タイヤの回転に応じて発電する発電装置を備えたものに関する。

近年、自動車の安全性向上のため、走行中の車両のタイヤの空気圧を監視し、異常が検知された際には、運転手に警告を発するTPMS（タイヤ空気圧モニタリングシステム）の開発が盛んに進められている。
このTPMSは、米国では２００７年以降、全ての新車に装着が義務化され、欧州でも法制化されてきていることから、日本でも法規制化が検討されている。

従来のTPMSは、内部電池等によって動作していたため、電池切れによる電池交換の必要があった。
このような観点から、特許文献１では、回転駆動される回転体に固定される回転軸と、前記回転軸に回転自在に取り付けられると共に前記回転軸を中心とした周方向の質量が偏るように設けられたマグネットと、前記マグネットと磁気的に結合して発電する前記回転体に固定されたコイルとを備えた発電装置が提案されている。

特開２０１０−９６５６２号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の発電装置では、マグネットにかかる重力と遠心力の作用方向が完全に一致しているため、遠心力の影響をまともに受けてしまい、タイヤが高速回転する時には、マグネットは自重による落下運動を起こすことがなく、発電が停止してしまう。

そこで、本発明は、タイヤの空気圧を測定する装置であって、タイヤの回転に応じて発電して動作するものを提供することを目的とする。また、タイヤが高速回転するときでも、発電可能なものを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るタイヤの空気圧測定装置は、車両のタイヤの内部に取り付けられて、タイヤの空気圧を測定する装置であって、上記タイヤの回転に応じて発電する発電装置と、上記発電装置によって得られた電力によって動作して、上記タイヤの空気圧を測定するセンサと、上記測定されたタイヤの空気圧のデータを、車両本体が備えるモニタに対して無線送信する通信装置と、を有することを特徴とする。

また、上記発電装置によって得られた電力を蓄電し、上記センサに対して当該蓄電した電力を供給する蓄電装置、をさらに有するものとしてもよい。

また、上記発電装置は、上記タイヤに対して固定された基体上に搭載されており、上記タイヤの回転に伴って、上記基体上で回転する円盤状のディスクと、上記ディスクに近接して取り付けられ、マグネットの動作に伴う磁界の変化に応じた誘導電流を生じるコイルと、上記ディスクに偏心して取り付けられたマグネットと、を備えるものとしてもよい。

また、上記ディスクは、上記タイヤの側面に対して斜めに配設されているものとしてもよい。

また、上記発電装置は、上記タイヤに対して固定された基体上に搭載されており、上記タイヤの接線方向と軸心方向が一致し、マグネットの動作に伴う磁界の変化に応じて誘導電流を生じる筒状のコイルと、上記タイヤの回転に伴って、上記コイルの軸心方向に沿って往復運動するマグネットと、を備えるものとしてもよい。

また、上記マグネットは棒状からなり、上記コイルの軸心方向に沿って、一端側がＮ極、他端側がＳ極で構成され、上記タイヤの回転に伴って、上記コイルの軸心方向に沿って往復運動し、上記コイル内に出入するものとしてもよい。

また、上記コイルは、上記マグネットの往復運動の一端側と他端側に夫々備えられているものとしてもよい。

また、上記マグネットは円柱形状からなり、外周面の一の半面がＮ極、他の半面がＳ極で構成されると共に、上記タイヤの回転に伴って、上記コイルの軸心方向に沿って、上記コイルの内部を回転しながら往復運動するものとしてもよい。

本発明に係る空気圧測定装置によれば、タイヤの回転に応じて発電させ、装置を動作させることができる。また、タイヤが高速回転するときでも、発電状態を維持することができる。

本発明の実施形態に係る空気圧測定装置が取り付けられたタイヤを示す斜視図である。 本発明の第一の実施形態に係る空気圧測定装置がタイヤに取り付けられた状態を示した図であって、（ａ）全体を示した断面図、（ｂ）Ａ部分を示した部分拡大断面図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置を示した図であって、（ａ）斜視図、（ｂ）側面図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置を示した分解斜視図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置を構成する基体を示した斜視図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置を構成するディスクを示した分解斜視図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置によって構成される回路を示した回路図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置について、タイヤの回転に応じた動作を説明する模式図である。 本発明の第二の実施形態に係る空気圧測定装置がタイヤに取り付けられた状態を示した断面図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置を示した図であって、（ａ）斜視図、（ｂ）側面図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置を示した分解斜視図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置を構成する基体を示した斜視図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置を構成するアクチュエータを示した斜視図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置を構成するアクチュエータを示した分解斜視図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置について、アクチュエータの動作を説明する斜視図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置によって構成される回路を示した回路図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置について、タイヤの回転に応じた動作を説明する模式図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置を構成するアクチュエータの他の構成例を示した斜視図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置を構成するアクチュエータの他の構成例を示した分解斜視図である。 本発明の第三の実施形態に係る空気圧測定装置がタイヤに取り付けられた状態を示した断面図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置を示した図であって、（ａ）斜視図、（ｂ）側面図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置を示した分解斜視図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置を構成する基体を示した斜視図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置を構成するローラーを示した斜視図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置を構成するローラーを示した分解斜視図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置によって構成される回路を示した回路図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置について、ローラーの回転に応じたマグネットの向きを説明する模式図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置について、タイヤの回転に応じた動作を説明する模式図である。 本実施形態に係る空気圧測定装置を構成するローラーの他の構成例を示した分解斜視図である。

以下、本実施形態に係るタイヤの空気圧測定装置について、図を参照して説明する。
図１に示される空気圧測定装置１は、所謂ＴＰＭＳ（TPMS：Tire Pressure Monitoring System）を実現する装置であって、センサによってタイヤ２内の空気圧を測定すると共に、車両本体と無線通信を行って、空気圧の低下を運転手等に報知するものである。
この空気圧測定装置１は、所定の発電装置によって自己発電が可能であり、電池交換を要さず、半永久的な使用が可能である。

ここで、タイヤ２は、ホイール２１と、ホイール２１の外周に亘って被せられたタイヤ本体２２からなり、さらにホイール２を構成するリム２１１には、リム２１１を貫通して空気孔２１１ａが設けられている。
この空気孔２１１ａにはバルブ１１が取り付けられており、このバルブ１１を開閉して、タイヤ２内の空気を出し入れすることできるようになっている。

本実施形態に係る空気圧測定装置１はこのようなタイヤ２に対し、タイヤ本体２２の内側であって、ホイール２１を構成するリム２１１の内側に取り付けられている。さらに詳細には、バルブ１１に装置本体１２が一体的に接合して空気圧測定装置１を構成している。

なお、この空気圧測定装置１は、車両が有する全てのタイヤ２に一つずつ取り付けられており、各タイヤ２に取り付けられている空気圧測定装置１には、他の空気圧測定装置１と自己を識別するための識別情報として、固有のＩＤが付与されている。
空気圧測定装置１の使用時において、センサは常時、あるいは所定のタイミングでタイヤ２内の空気圧を測定した上、これにより得られたデータと自己のＩＤを含む信号を、車両本体が備える受信装置に対して無線通信によって送信する。

一方で、車両本体はセンサから送信される情報を受信する受信装置のほか、当該情報を用いて各種制御を実行する処理手段として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラム、制御プログラムを格納するＲＯＭ（Reading Only Memory）、プログラム実行のためのＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インタフェースといった制御ユニットを搭載している。
車両本体はこれらの装置により、センサと無線通信による情報の送受信を行い、制御ユニットの制御のもと、センサから取得した情報に基づき、所定の条件下で運転手に対してタイヤ２の空気圧の低下を警告する。警告は例えば、車両本体のインストルメンツパネル、又は専用の装置に表示される。
なお、車両が有する全てのタイヤ２に空気圧測定装置１が取り付けられ、各空気圧測定装置１が固有のＩＤを有することから、各タイヤ２の空気圧に係る情報をタイヤ２ごとに個別に認識することができる。

第一の実施形態に係る空気圧測定装置１は、図２及び図３に示されるように、一体的に接合されたバルブ１１と装置本体１２から構成され、このうちバルブ１１は、タイヤ２のリム２１１に設けられている空気孔２１１ａに嵌挿されている。

バルブ１１は筒型形状からなり、内部が中空になっており、空気孔２１１ａを開閉させてタイヤ２内の空気を出し入れすることができる。
本実施形態では、このバルブ１１は図２に示されるように、リム２１１の側面側において、空気孔２１１ａに斜めに嵌挿されているが、空気孔２１１ａの設け方次第では、バルブ１１は図２とは異なる角度で嵌挿され、そのような空気孔２１１ａを有するタイヤ２についても、本実施形態に係る空気圧測定装置１は適用可能である。

バルブ１１の一例は図４に示されるように、バルブ本体１１１、パッキン１１２、ワッシャー１１３、ロックナット１１４、及びキャップ１１５から構成され、タイヤ２内、より詳しくはタイヤ本体２２とホイール２１とによって囲まれる領域内の空気圧を外部よりも高く維持するとともに、外部から内部に空気を導入することが可能な構造を有している。この構造は例えば、バルブ本体１１１の内部に設けられた逆止弁によって実現され、この逆止弁は、タイヤ２の内部に空気を注入する時には弁が開く一方、通常の状態では外部よりも高圧な内部の空気圧によって閉じた状態となっており、内部の空気圧を維持することができる
なお、本実施形態に係る空気圧測定装置１を実現するにあたっては、バルブ１１は特にこのような構成のものに限定されることはなく、装置本体１２に接合可能なものであればよい。

装置本体１２は図４に示されるように、ケース１２１、基体１２２、ディスク１２３、ディスクカバー１２４、及びケースカバー１２５から構成される。

ケース１２１は、上面が開口した箱型形状のケース本体１２１１、バルブ１１が接合する接合部１２１２、及びケース本体１２１１に取り付けられたピン１２１３からなる。
ケース本体１２１１には基体１２２、ディスク１２３、及びディスクカバー１２４が収容され、上面開口部はケースカバー１２５によって覆われる。

また、ケース本体１２１１内の底面において、垂直に立てて取り付けられたピン１２１３は、基体１２２、ディスク１２３、ベアリング１２３２、及びディスクカバー１２４に夫々設けられた挿通孔１２２１ａ、１２３１ａ、１２３２ａ、１２４ａに連通される。

接合部１２１２は、ケース本体１２１１の一側面部に設けられている。
この接合部１２１２は、三角錐を横倒させた形状からなり、バルブ１１を嵌挿させるための嵌挿孔１２１２ａが中央に設けられている。

このように三角錐を横倒させた形状からなる接合部１２１２に対し、バルブ１１を嵌挿孔１２１２ａに嵌挿させてバルブ１１と装置本体１２を接合させると、図３（ｂ）に示されるように、ケース本体１２１１の側面に対し、バルブ１１が斜めに接合した状態となっている。
これをタイヤ２全体からみた場合には、図２に示されるように、箱型の装置本体１２は、上下面がタイヤ２の踏面（トレッド）に対して斜めになっている。

なお、ケース１２１には、タイヤ２の内部と外部との間を空気が流れる際に通過する管状の導通路が備えられている。この導通路は、嵌挿孔１２１２ａから、ケース本体１２１１の壁面あるいはケースカバー１２５に設けられた所定の空気孔まで、空気を導通させるように設けられている。これにより、バルブ１１を介して流入する空気、あるいは、バルブ１１を介して流出する空気は、当該導通路を通過することになる。

基体１２２は、各種の素子を搭載した部材である。
この基体１２２には図５に示されるように、平板状の基体本体１２２１、タイヤ２内の空気圧を測定するセンサ１２２２、蓄電装置１２２３、及びコイルＬ１〜Ｌ４が搭載されており、さらに、コイルＬ１〜Ｌ４の上方にはディスク１２３が取り付けられ、ディスク１２３にはディスクカバー１２４が被せられる。

センサ１２２２は、タイヤ２内の空気圧を測定する。これにより得られたデータは、センサ１２２２と接続している通信装置（図示省略）により、車両本体に備えられた受信装置に対し、無線通信によって送信される。

蓄電装置１２２３は、コイルＬ１〜Ｌ４と、マグネットＭ１を搭載したディスク１２３（図６参照）からなる発電装置から供給された電力を蓄電する装置であり、コンデンサーや二次電池等によって実現される。
この蓄電装置１２２３に蓄えられた電力は、センサ１２２２に対して供給され、これによりセンサ１２２２が駆動する。

コイルＬ１〜Ｌ４は、図６に示されるマグネットＭ１を搭載したディスク１２３と共に発電装置を構成し、蓄電装置１２２３、さらにはこの蓄電装置１２２３を介してセンサ１２２２に電力を供給する。
このコイルＬ１〜Ｌ４は、筒型形状からなり、図中では円柱状の部材内に収容されている。また、コイルＬ１〜Ｌ４は、軸心方向が基体本体１２２１に対して垂直となるようにして、基体本体１２２１上に立てて配設されていると共に、上方に設置されるディスク１２３の直下に配設されている。

ディスク１２３は図６に示されるように、円盤状のディスク本体１２３１、一対のベアリング１２３２、及びマグネットＭ１から構成される。
ディスク本体１２３１には、重量を軽減する貫通孔１２３１ｂが複数、設けられている。また、マグネットＭ１を嵌め込むための凹部１２３１が中心から偏心した位置に設けられている。この凹部１２３１には、上面と底面が夫々、Ｎ極又はＳ極に帯磁したマグネットＭ１が嵌め込まれる。

また、ディスク本体１２３１の中央には、ケース本体１２１１に取り付けられたピン１２１３が挿通する挿通孔１２３１ａが設けられている。この挿通孔１２３１ａの周縁近傍には、ディスク本体１２３１の上下面において筒状の周壁が立設されており、この周壁によって形成される上下一対の凹部には夫々、ベアリング１２３２が嵌め込まれる。このベアリング１２３２の挿通孔１２３２ａにピン１２１３が挿通されることにより、ピン１２１３を中心にディスク本体１２３１が回転するようになっている。

基体１２２の底部に立設されたピン１２１３は、基体１２２の挿通孔１２２１ａ、ディスク１２３の挿通孔１２３１ａ、ベアリング１２３２の挿通孔１２３２ａ、及びディスクカバー１２４の挿通孔１２４ａに挿通され、これにより、ディスク１２３がコイルＬ１〜Ｌ４の直上を回転可能に構成されている。

ここで、上述したコイルＬ１〜Ｌ４とマグネットＭ１からなる発電装置が構成する回路の一例を図７に示す。
コイルＬ１〜Ｌ４は並列に接続し、整流回路（あるいは整流器）を経て蓄電装置１２２３（図示省略）と接続している。
ディスク１２３の動作から蓄電までの流れを見ると、まず、マグネットＭ１を保持したディスク１２３がコイルＬ１〜Ｌ４上を回転運動すると、各コイルＬ１〜Ｌ４には、マグネットＭ１の動きが引き起こす磁界の変化に応じた誘導電流が生じ、この誘導電流が整流回路（あるいは整流器）を経て蓄電装置１２２３に蓄電される。

この点、タイヤ２の回転に伴うディスク１２３の動作を図８に示す。
空気圧測定装置１は常に重力を受けている。この点、ディスク１２３に搭載されているマグネットＭ１は、ディスク１２３の中心から偏心した位置に設けられているため、ディスク１２３の重心は、中心から偏心した位置、詳しくは中心からマグネットＭ１側に寄った位置にある。その結果、タイヤ２の回転によって、マグネットＭ１がディスク１２３の中心から鉛直方向上方にきても、ディスク１２３は絶えず、マグネットＭ１がディスク１２３の中心から鉛直方向下方にくるように回転する。
また、空気圧測定装置１はタイヤ２の回転に応じた遠心力も受ける。遠心力は、マグネットＭ１によって重心が中心から偏心したディスク１２３の回転動作に作用する。

また、空気圧測定装置１のケース本体１２１１は、リム２１１の空気孔２１１ａから内部に向かって斜め配設されており、ディスク１２３はタイヤ２の踏面（トレッド）に対して平行な位置をとらず、所定の角度をなしている。即ち、車両が水平な面を走行している場合、ディスク１２３は、水平面に対して常に傾斜した状態となっている。そのため、タイヤ２の回転に応じて、空気圧測定装置１がどの位置にきても、傾斜に従って落下する向きに動作する。
一方で、この傾斜により、タイヤ２の回転によって生じる遠心力は、全ての成分が空気圧測定装置１に作用するのではなく、傾斜に応じた成分量しか作用しないため、過剰な遠心力を逃すことができる。そのため、タイヤ２が高速回転するときでも、ディスク１２３は回転し続ける。

以上の本実施形態に係る空気圧測定装置１によれば、空気圧測定装置１に作用する重力、遠心力、さらにはタイヤ２の踏面（トレッド）に対して空気圧測定装置１が傾斜して配設されていることによって、タイヤ２が回転しているときは、常にディスク１２３が回転するようになっている。その結果、走行中は常に発電し、空気圧測定装置１を動作させ続けることができる。

次に、本発明の第二の実施形態に係る空気圧測定装置３を図９及び図１０に示す。
本実施形態に係る空気圧測定装置３は、上述した空気圧測定装置１と同様、一体的に接合されたバルブ１１と装置本体３２から構成され、このうちバルブ１１は、タイヤ２のリム２１１に設けられている空気孔２１１ａに嵌挿されている。
なお、バルブ１１の構成については既述のとおりであるので、本実施形態における説明は省略する。

装置本体３２は図１１に示されるように、ケース３２１、基体３２２、アクチュエータ３２３、パイプ３２４、及びケースカバー３２５から構成される。

ケース３２１は、上面が開口した箱型形状のケース本体３２１１、及びバルブ１１が接合する接合部３２１２からなる。
ケース本体３２１１には基体３２２、アクチュエータ３２３、及びパイプ３２４が収容され、上面開口部はケースカバー３２５によって覆われる。

接合部３２１２は、ケース本体３２１１の一側面部に設けられている。
この接合部３２１２は、三角錐を横倒させた形状からなり、バルブ１１を嵌挿させるための嵌挿孔３２１２ａが中央に設けられている。

このように接合部３２１２が、三角錐を横倒させた形状からなることから、バルブ１１を嵌挿孔３２１２ａに嵌挿させてバルブ１１と装置本体３２を接合させると、図１０（ｂ）に示されるように、ケース本体３２１１の側面に対し、バルブ１１が斜めに接合した状態となる。
一方で、接合部３２１２は第一の実施形態における接合部１２１２よりも厚みがあり、ケース本体３２１１の側面に対し、バルブ１１がより大きな角度で斜めに接合している。そのため、タイヤ２全体からみた場合には、図９に示されるように、箱型の装置本体３２は、上下面がタイヤ２の踏面（トレッド）と平行になっている。

なお、ケース３２１には、タイヤ２の内部と外部との間を空気が流れる際に通過する管状の導通路が備えられている。この導通路は、嵌挿孔３２１２ａから、ケース本体３２１１の壁面あるいはケースカバー３２５に設けられた所定の空気孔まで、空気を導通させるように設けられている。これにより、バルブ１１を介して流入する空気、あるいは、バルブ１１を介して流出する空気は、当該導通路を通過することになる。

基体３２２は、各種の素子を搭載した部材である。
この基体３２２は図１２に示されるように、平板状の基体本体３２２１と、タイヤ２内の空気圧を測定するセンサ３２２２、蓄電装置３２２３、及び、コイルＬ５、Ｌ６が取り付けられたパイプ３２４からなり、さらに、パイプ３２４の中空部内には、アクチュエータ３２３がパイプ３２４の軸心方向に沿って往復運動可能に収容されている。

センサ３２２２は、タイヤ２内の空気圧を測定する。これにより得られたデータは、センサ３２２２と接続している通信装置（図示省略）により、車両本体に備えられた受信装置に対し、無線通信によって送信される。

蓄電装置３２２３は、コイルＬ５、Ｌ６と、マグネットＭ２を搭載したアクチュエータ３２３（図１４参照）からなる発電装置から供給された電力を蓄電する装置であり、コンデンサーや二次電池等によって実現される。
この蓄電装置３２２３に蓄えられた電力は、センサ３２２２に対して供給され、これによりセンサ３２２２が駆動する。

コイルＬ５、Ｌ６は、図１３及び図１４に示されるマグネットＭ２を搭載したアクチュエータ３２３と共に発電装置を構成し、蓄電装置３２２３、さらにはこの蓄電装置３２２３を介してセンサ３２２２に電力を供給する。
このコイルＬ５、Ｌ６は筒型形状からなり、その軸心方向がパイプ３２４の軸心方向と一致する向きに向けられ、その中空部にはパイプ３２４が挿通されている。また、コイルＬ５、Ｌ６は互いと一定のピッチを置いて、離間してパイプ３２４に取り付けられている。

アクチュエータ３２３は図１３及び図１４に示されるように、棒型形状からなり、その両端にはローラー３２３２が取り付けられており、ローラー３２３２の回転方向に沿って走行する。
このアクチュエータ３２３は、互いに接合して一体化する一対のアクチュエータ本体３２３１と、一対のアクチュエータ本体３２３１内に挟持される二個一組のローラー３２３２、及びマグネットＭ２から構成される。

アクチュエータ本体３２３１は、断面半円形の棒状部材からなり、二個一組で接合する接合面には、接合のためのピン３２３１ａと嵌挿孔３２３１ｂが設けられている。そして、一方のアクチュエータ本体３２３１のピン３２３１ａが他方のアクチュエータ本体３２３１の嵌挿孔３２３１ｂに嵌挿することにより、一対のアクチュエータ本体３２３１が互いと接合する。
ここで、アクチュエータ本体３２３１の端部に設けられたピン３２３１ａには、中心部に貫通孔３２３２ａが形成されたローラー３２３２が取り付けられ、このピン３２３１ａは、他方のアクチュエータ本体３２３１の端部に設けられた嵌挿孔３２３１ｂに嵌挿される。これにより、ローラー３２３２は、一対のアクチュエータ本体３２３１の間において、ピン３２３１ａを中心軸にして回転可能に保持されている。

また、アクチュエータ本体３２３１の接合面の中央には、マグネットＭ２を収容する凹部３２３１ｃが設けられている。一対のアクチュエータ本体３２３１が互いの接合面を向けて接合することにより、一対の凹部３２３１ｃによって形成される円柱状の空間にマグネットＭ２が保持される。

マグネットＭ２は、円柱形状からなり、上面と底面が夫々、Ｎ極又はＳ極に帯磁しており、一対のアクチュエータ本体３２３１の凹部３２３１ｃによって形成される空間に保持される。

パイプ３２４は、円筒形状からなり、外周面上にコイルＬ５、Ｌ６が取り付けられている。また、中空の内部にはアクチュエータ３２３が走行可能に収容されている。
なお、このパイプ３２４の内部、特にその下面側に、パイプ３２４の軸心方向に沿って条溝を形成するものとしてもよい。この条溝にアクチュエータ３２３のローラー３２３２を嵌合させれば、アクチュエータ３２３はパイプ３２４に対して左右にぶれることなく、条溝に沿ってアクチュエータ３２３を真っ直ぐに走行させることができる。

上記の構成からなるアクチュエータ３２３はパイプ３２４内に収容され、図１５に示されるように、タイヤ２の回転動作に応じて、コイルＬ５、Ｌ６が取り付けられたパイプ３２４の軸心方向に沿って、パイプ３２４内を往復運動する。

ここで、上述したコイルＬ５、Ｌ６とマグネットＭ２からなる発電装置が構成する回路の一例を図１６に示す。
コイルＬ５、Ｌ６は並列に接続し、整流回路（あるいは整流器）を経て蓄電装置３２２３と接続している。
アクチュエータ３２３の動作から蓄電までの流れを見ると、まず、マグネットＭ２を保持したアクチュエータ３２３がパイプ３２４内を往復運動すると、コイルＬ５、Ｌ６に対してアクチュエータ３２３内のマグネットＭ２が近接したり遠のいたりする。その結果、各コイルＬ５、Ｌ６には、マグネットＭ２の動きが引き起こす磁界の変化に応じた誘導電流が生じ、この誘導電流が整流回路（あるいは整流器）を経て蓄電装置３２２３に蓄電される。

この点、タイヤ２の回転に伴うアクチュエータ３２３の動作を図１７に示す。
空気圧測定装置３は空気圧測定装置１と同様、常に重力を受けている。この点、アクチュエータ３２３に搭載されているマグネットＭ２は重力を受けて、アクチュエータ３２３が鉛直方向下方に移動するように、パイプ３２４内を往復運動する。
一方で、この空気圧測定装置３では、重力と遠心力の作用方向が一致しないため、遠心力を受けることなく、重力のみによってアクチュエータ３２３の往復運動を維持させることができる。そのため、タイヤ２が高速回転するときでも、アクチュエータ３２３は動作し続ける。

以上の本実施形態に係る空気圧測定装置１によれば、空気圧測定装置３に作用する重力によって、タイヤ２が回転しているときは、常にアクチュエータ３２３が動作するようになっている。その結果、走行中は常に発電し、空気圧測定装置３を動作させ続けることができる。

なお、上記したアクチュエータ３２３は、内部にマグネットＭ２を保持すると共に、パイプ３２４内を往復運動させられるものであれば、他の構成によって実現することができる。上記アクチュエータ３２３と同様の役割を果たすことのできる他の構成例に係るアクチュエータ４２３を図１８及び図１９に示す。

アクチュエータ４２３は、棒型形状からなり、その両端にはローラー４２３２が取り付けられており、ローラー４２３２の回転方向に沿って走行する。
このアクチュエータ４２３は、円柱状のアクチュエータ本体４２３１と、アクチュエータ本体４２３１に取り付けられる二個一組のローラー４２３２から構成され、アクチュエータ本体４２３１内には、アクチュエータ３２３と同様に、内部にマグネットＭ２が埋め込まれている。

アクチュエータ本体４２３１の両端部には、ローラー４２３２を取り付けるための凹溝４２３１ｃと、ローラー４２３２を支持すると共に回転軸となるピン４２３１ａを挿通させるための挿通孔４２３１ｂが設けられている。
また、中心部に挿通孔４２３２ａが形成された一対のローラー４２３２は、アクチュエータ本体４２３１の両端部の凹溝４２３１ｃに嵌め込まれ、ピン４２３１ａがアクチュエータ本体４２３１の挿通孔４２３１ｂとローラー４２３２の挿通孔４２３２ａに連通される。これにより、ローラー４２３２は、アクチュエータ本体４２３１において、ピン４２３１ａを中心軸にして回転可能に保持されている。

このような構成からなるアクチュエータ４２３によっても、上記したアクチュエータ３２３と同様、パイプ３２４内を往復運動させ、コイルＬ５、Ｌ６に誘導電流を生じさせることができ、これにより空気圧測定装置４を駆動させることができる。

次に、本発明の第三の実施形態に係る空気圧測定装置５を図２０及び図２１に示す。
本実施形態に係る空気圧測定装置５は、上述した空気圧測定装置１と同様、一体的に接合されたバルブ１１と装置本体５２から構成され、このうちバルブ１１は、タイヤ２のリム２１１に設けられている空気孔２１１ａに嵌挿されている。
なお、バルブ１１の構成については既述のとおりであるので、本実施形態における説明は省略する。

装置本体５２は図２２に示されるように、ケース５２１、基体５２２、ローラー５２３、パイプ５２４、及びケースカバー５２５から構成される。

ケース５２１は、上面が開口した箱型形状のケース本体５２１１、及びバルブ１１が接合する接合部５２１２からなる。
ケース本体５２１１には基体５２２、ローラー５２３、及びパイプ５２４が収容され、上面開口部はケースカバー５２５によって覆われる。

接合部５２１２は、ケース本体５２１１の一側面部に設けられている。
この接合部５２１２は、三角錐を横倒させた形状からなり、バルブ１１を嵌挿させるための嵌挿孔５２１２ａが中央に設けられている。

このように接合部５２１２が、三角錐を横倒させた形状からなることから、バルブ１１を嵌挿孔５２１２ａに嵌挿させてバルブ１１と装置本体５２を接合させると、図２１（ｂ）に示されるように、ケース本体５２１１の側面に対し、バルブ１１が斜めに接合した状態となる。
一方で、第二の実施形態と同様、接合部５２１２は第一の実施形態における接合部１２１２よりも厚みがあり、ケース本体５２１１の側面に対し、バルブ１１がより大きな角度で斜めに接合している。そのため、タイヤ２全体からみた場合には、図２０に示されるように、箱型の装置本体５２は、上下面がタイヤ２の踏面（トレッド）と平行になっている。

なお、ケース５２１には、タイヤ２の内部と外部との間を空気が流れる際に通過する管状の導通路が備えられている。この導通路は、嵌挿孔５２１２ａから、ケース本体５２１１の壁面あるいはケースカバー５２５に設けられた所定の空気孔まで、空気を導通させるように設けられている。これにより、バルブ１１を介して流入する空気、あるいは、バルブ１１を介して流出する空気は、当該導通路を通過することになる。

基体５２２は、各種の素子を搭載した部材である。
この基体５２２は図２３に示されるように、平板状の基体本体５２２１と、タイヤ２内の空気圧を測定するセンサ５２２２、蓄電装置５２２３、及び、コイルＬ７内に収容されたパイプ５２４からなり、さらに、パイプ５２４の中空部内には、ローラー５２３がパイプ５２４の軸心方向に沿って往復運動可能に収容されている。

センサ５２２２は、タイヤ２内の空気圧を測定する。これにより得られたデータは、センサ５２２２と接続している通信装置（図示省略）により、車両本体に備えられた受信装置に対し、無線通信によって送信される。

蓄電装置５２２３は、コイルＬ７と、マグネットＭ３を搭載したローラー５２３（図２４参照）からなる発電装置から供給された電力を蓄電する装置であり、コンデンサーや二次電池等によって実現される。
この蓄電装置５２２３に蓄えられた電力は、センサ５２２２に対して供給され、これによりセンサ５２２２が駆動する。

コイルＬ７は、図２４及び図２５に示されるマグネットＭ３を搭載したローラー５２３と共に発電装置を構成し、蓄電装置５２２３、さらにはこの蓄電装置５２２３を介してセンサ５２２２に電力を供給する。
このコイルＬ７は筒型形状からなり、その軸心方向がパイプ５２４の軸心方向と一致する向きに向けられ、その中空部にはパイプ５２４が挿通されている。また、コイルＬ７は、パイプ５２４と略同じ長さを有し、パイプ５２４の略全長に亘って、パイプ５２４を覆っている。

ローラー５２３は図２４及び図２５に示されるように、円柱形状からなり、円弧状の外周面の周方向に沿って回転する。
このローラー５２３は、マグネットＭ３を挟持する一対のローラー本体５２３１と、一対のローラー本体５２３１内に挟持されるマグネットＭ３から構成される。

ローラー本体５２３１は、上面が開口し、円形状の底面が閉じたキャップ状の部材であり、開口面側に形成された凹部５２３１ａに、マグネットＭ３の一端部が嵌合する。
このローラー本体５２３１は二個一組で用いられ、一対のローラー本体５２３１の凹部５２３１ａの間に円柱状のマグネットＭ３が保持される。

また、ローラー本体５２３１の底面の中心部分には、棒状の回転軸５２３１ｂが外側に突出している。回転軸５２３１ｂはパイプ５２４の条溝５２４ａに沿って回転し、これにより、ローラー５２３がパイプ５２４内を往復運動する。

マグネットＭ３は、円柱形状からなり、外周面の一の半面がＮ極、他の半面がＳ極に帯磁しており、一対のローラー本体５２３１の凹部５２３１ａの間に保持される。

パイプ５２４は、断面四角形状の筒型形状からなり、一回り大きい筒型形状からなるコイルＬ７内に嵌挿されている。また、中空の内部にはローラー５２３が回転移動可能に収容されている。
なお、このパイプ５２４の内部の左右両側面には、パイプ５２４の軸心方向に沿って条溝５２４ａが形成されている。この条溝５２４ａにローラー５２３の回転軸５２３１を嵌合させれば、ローラー５２３はパイプ５２４に対してぶれることなく、条溝５２４ａに沿ってローラー５２３を真っ直ぐに回転移動させることができる。

上記の構成からなるローラー５２３はパイプ５２４内に収容され、タイヤ２の回転動作に応じて、コイルＬ７内に嵌挿されたパイプ５２４内を往復運動する。

ここで、上述したコイルＬ７とマグネットＭ３からなる発電装置が構成する回路の一例を図２６に示す。
コイルＬ７は整流回路（あるいは整流器）を経て蓄電装置３２２３と接続している。
ローラー５２３の動作から蓄電までの流れを見ると、図２７に示されるように、マグネットＭ３を保持したローラー５２３が回転しながらパイプ５２４内を往復運動するとき、マグネットＭ３の回転に従って、マグネットＭ３のＮ極及びＳ極の向きが、コイルＬ７に対して変化し、これによりコイルＬ７内の磁界に変化がもたらされる。なお、ローラー５２３は、タイヤ２の回転速度が遅く、遠心力があまり強くないときには、パイプ５２４内をスライドしながら移動することもあるが、この場合でも、コイルＬ７には磁界の変化がもたらされる。
そして、コイルＬ７には、マグネットＭ３の動きが引き起こす磁界の変化に応じた誘導電流が生じ、この誘導電流が整流回路（あるいは整流器）を経て蓄電装置５２２３に蓄電される。

この点、タイヤ２の回転に伴うローラー５２３の動作を図２８に示す。
空気圧測定装置５は常に重力を受け、空気圧測定装置３と同様に動作する。即ち、ローラー５２３に搭載されているマグネットＭ３は重力を受けて、ローラー５２３が鉛直方向下方に移動するように、パイプ５２４内を往復運動する。
一方で、この空気圧測定装置５では、重力と遠心力の作用方向が一致しないため、遠心力を受けることなく、重力のみによってローラー５２３の往復運動を維持させることができる。そのため、タイヤ２が高速回転するときでも、ローラー５２３は動作し続ける。

以上の本実施形態に係る空気圧測定装置５によってもやはり、空気圧測定装置３に作用する重力によって、タイヤ２が回転しているときは、常にローラー５２３が動作するようになっている。その結果、走行中は常に発電し、空気圧測定装置５を動作させ続けることができる。

なお、上記したローラー５２３は、マグネットＭ３を保持すると共に、パイプ５２４内を往復運動させられるものであれば、他の構成によって実現することができる。上記ローラー５２３と同様の役割を果たすことのできる他の構成例に係るローラー６２３を図２９に示す。

ローラー６２３は、円柱形状からなり、円弧状の外周面の周方向に沿って回転する。
このローラー６２３は、円柱形状のローラー本体６２３１と、ローラー本体６２３１の両端に設けられたマグネットＭ４から構成される。

マグネットＭ４は、断面円形状からなり、このマグネットＭ４の外周面形状に従って、ローラー６２３は回転する。
また、ローラー６２３の両側面であって、マグネットＭ４の側面の中心部分には、棒状の回転軸６２３１ｂが外側に突出している。回転軸６２３１ｂはパイプ５２４の条溝５２４ａに沿って回転し、これにより、ローラー６２３がパイプ５２４内を往復運動する。

このような構成からなるローラー６２３によっても、上記したローラー５２３と同様、パイプ５２４内を回転又はスライドによって往復運動させ、図２７で説明した磁界の変化をコイルＬ７にもたらして誘導電流を生じさせることができ、これにより空気圧測定装置５を駆動させることができる。

１ 空気圧測定装置
１１ バルブ
１１１ バルブ本体
１１２ パッキン
１１３ ワッシャー
１１４ ロックナット
１１５ キャップ
１２ 装置本体
１２１ ケース
１２２ 基体
１２３ ディスク
１２４ ディスクカバー
１２５ ケースカバー
２ タイヤ
２１ ホイール
２１１ リム
２２ タイヤ本体
３ 空気圧測定装置
３２ 装置本体
３２１ ケース
３２２ 基体
３２３ アクチュエータ
３２４ パイプ
３２５ ケースカバー
４２３ アクチュエータ
５ 空気圧測定装置
５２ 装置本体
５２１ ケース
５２２ 基体
５２３ ローラー
５２４ パイプ
５２５ ケースカバー
６２３ ローラー
Ｌ１〜Ｌ７ コイル
Ｍ１〜Ｍ４ マグネット

Claims (8)

1. 車両のタイヤの内部に取り付けられて、タイヤの空気圧を測定する装置であって、
   上記タイヤの回転に応じて発電する発電装置と、
   上記発電装置によって得られた電力によって動作して、上記タイヤの空気圧を測定するセンサと、
   上記測定されたタイヤの空気圧のデータを、車両本体が備えるモニタに対して無線送信する通信装置と、を有する、
   ことを特徴とするタイヤの空気圧測定装置。
2. 上記発電装置によって得られた電力を蓄電し、上記センサに対して当該蓄電した電力を供給する蓄電装置、をさらに有する、
   請求項１記載のタイヤの空気圧測定装置。
3. 上記発電装置は、上記タイヤに対して固定された基体上に搭載されており、
   上記タイヤの回転に伴って、上記基体上で回転する円盤状のディスクと、
   上記ディスクに近接して取り付けられ、マグネットの動作に伴う磁界の変化に応じた誘導電流を生じるコイルと、
   上記ディスクに偏心して取り付けられたマグネットと、を備える、
   請求項１又は２記載のタイヤの空気圧測定装置。
4. 上記ディスクは、上記タイヤの側面に対して斜めに配設されている、
   請求項１乃至３いずれかの項に記載のタイヤの空気圧測定装置。
5. 上記発電装置は、上記タイヤに対して固定された基体上に搭載されており、
   上記タイヤの接線方向と軸心方向が一致し、マグネットの動作に伴う磁界の変化に応じて誘導電流を生じる筒状のコイルと、
   上記タイヤの回転に伴って、上記コイルの軸心方向に沿って往復運動するマグネットと、
   を備える、
   請求項１又は２記載のタイヤの空気圧測定装置。
6. 上記マグネットは棒状からなり、上記コイルの軸心方向に沿って、一端側がＮ極、他端側がＳ極で構成され、上記タイヤの回転に伴って、上記コイルの軸心方向に沿って往復運動し、上記コイル内に出入する、
   請求項５記載のタイヤの空気圧の測定装置。
7. 上記コイルは、上記マグネットの往復運動の一端側と他端側に夫々備えられている、
   請求項６記載のタイヤの空気圧測定装置。
8. 上記マグネットは円柱形状からなり、外周面の一の半面がＮ極、他の半面がＳ極で構成されると共に、上記タイヤの回転に伴って、上記コイルの軸心方向に沿って、上記コイルの内部を回転しながら往復運動する、
   請求項５記載のタイヤの空気圧測定装置。

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